基本电工仪表的使用及测量误差的计算【最新资料.doc

、实验目的
    。
    、电流表内阻的测量方法。
    。
 
 
二、原理说明
    ,必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷大;电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此,当测量仪表一旦接入电路,就会改变电路原有的工作状态,这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。只要测出仪表的内阻,即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪表内阻的方法。
    “分流法”测量电流表的内阻
 
如图3-1-1所示。为被测内阻()的直流电流表。测量时先断开开关,调节电流源的输出电流使表指针满偏转。然后合上开关,并保持值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的指针指在满偏转位置,此时有
 
 
为固定电阻器之值,可由电阻箱的刻度盘上读得。
    。
 
如图3-1-2所示。为被测内阻()的电压表。测量时先将开关闭合,调节直流稳压电源的输出电压,使电压表的指针为满偏转。然后断开开关,调节使电压表的指针值减半。此时有:
电压表的灵敏度为:。式中为电压表满偏时的电压值。
    (通常称之为方法误差,而仪表本身结构引入的误差称为仪表基本误差)的计算。
(1)以图3-1-3所示电路为例,上的电压为,若,则现用一内阻为的电压表来测量值,当与并联后,,以此来替代上式中的,则得
绝对误差为
 
化简后得
 
若,则得
相对误差
由此可见,当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时,测得值的误差是非常大的。
(2)伏安法测量电阻的原理为:测出流过被测电阻的电流及其两端的电压降,则其阻值。图3-1-4()、()为伏安法测量电阻的两种电路。设所用电压表和电流表的内阻分别为,,电源,假定的实际值为。现在来计算用此两电路测量结果的误差。
电路():
相对误差
电路():
相对误差
由此例,既可看出仪表内阻对测量结果的影响,也可看出采用正确的测量电路也获得较满意的结果。
三、实验设备
表3-1-1
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调直流稳压电源
0-30v
二路
2
可调恒流源
0-50mA
1
3
指针式万用表
1
自备
4
可调电阻箱
0-
1
5
电阻器
按需选择
 
四、实验内容
    “分流法”原理测定指针式万用表(型或其他型号)直流电流和档量限的内阻。线路如图3-1-1所示。可选用中的电阻箱(下同)。
表3-1-2
被测电流量限
断开时的表读数
闭合时的表读数
计算内阻
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     “分压法”原理按图3-1-2接线,测定指针式万用表直流电压和档量限的内阻。
表3-1-3
被测电压表量限
闭合时表读数
断开时表读数
计算内阻
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    -1-3电路中的电压之值,并计算测量的绝对误差与相对误差。
表3-1-4
计算值
实测值
绝对误差
相对误差
 
 
 
 
 
 
 
五、实验注意事项
    ,在开启电源开关前,应将恒流源的输出粗调拨到档,输出细调旋钮应调至最小。按通电源后,再根据需要缓慢调节。
    ,如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时,必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增,可能会损坏外接器件。
    ,以便在实验中能正确使用。
    ,电流表应与被测电路串联使用,并且都要注意极性与量程的合理选择。
    。由于所选指针的型号不同,本实验中所列的电流、电压量程及选用的、等均会不同。实验时请按选定的表型自行确定。
六、思考题
    ,若已求出档和档的内阻,可否直接计算得出档和档的内阻?
,实际读数为,求测量的绝对误差和相对误差。
 
 
七、实验报告
    ,并计算各被测仪表的内阻值。